一架无人机轻盈掠过麦田,在50至300米的低空采集高光谱数据,精准捕捉小麦条锈病的早期迹象,20分钟后,一份关于小麦条锈病的早期监测报告已送达农户手中。

这不再是未来农业的想象,而是坐落在济南高新区的一家国家高新技术企业---山东深蓝智谱数字科技有限公司为现代农田带来的现实。在留学归国创始人宋志华的带领下,这家专注于农业低空高光谱遥感技术的高科技企业已经攻克小麦条锈病早期监测预警难题。

“四年前我们创业时,就立志要用最前沿的遥感技术,解决农业生产中最棘手的病虫害监测难题。”宋志华说。

2020年12月,深蓝智谱正式成立。短短几年间,在济南高新区的重点扶持下,这家年轻企业迅速成长为国家高新技术企业、山东省专精特新企业,并于近期获评山东省瞪羚企业。公司不仅突破了小麦条锈病的早期监测技术,更构建起“空天地一体化”的农业监测平台,用遥感科技绘制出一幅高科技赋能农业的实景画卷。

科技破题:高光谱精准捕捉病害先兆

“发现传统病虫害监测一直是农业领域的难题。一是人工巡查效率低,时间成本极高;二是发现晚,肉眼看到病斑时,病害往往已经严重扩散。”在济南高新区社会事务部组织开展的服务企业座谈会中,深蓝智谱创始人、济南市海右产业领军人才宋志华介绍说,“传统的防治方法是‘带药侦查’,根据发病规律在不同的时间段进行喷药消杀,一旦操作不及时容易耽误病情防治,而且农药喷洒到其他农作物或植物上也会造成一定的危害。”

破解这一难题的核心,是深蓝智谱联合澳大利亚科学技术与工程院院士张立人团队开发的“小麦条锈病光谱数据库”。

“小麦感染条锈病后,叶片叶绿素含量会在3天内发生细微变化,这种变化肉眼不可见,但高光谱相机能捕捉到其差异。”公司技术总监李阳指着实验室的高光谱分析仪解释,“利用高光谱相机获取农田图像,基于光谱能量分布特征的识别算法,通过云端服务器进行实时数据处理、数据挖掘和数据建模,能够快速识别大面积作物的病虫害、墒情、长势、农药残留、作物划分及产品溯源等数据。”

据了解,深蓝智谱以这项农业高光谱遥感技术为核心,耗时一年多,采集了4000多张高光图谱,包括不同时间、不同天气条件等情况下拍摄的图像,成功建立起国内首个小麦条锈病光谱数据库。“我们数据分析的速度只需要20分钟,这在国内是领先的。”宋志华说,现在有些公司的产品也能够进行低空拍摄获得高光谱图像,但要在几天之后才能分析出结果来,这显然难以满足小麦病虫害及时防治的需求。“除小麦之外,这项技术还应用到了玉米、水稻、果树、黄瓜、西红柿等病虫害的防治。”

在博兴县高标准农田示范基地,这项技术的落地效果更为直观。“过去我们靠‘眼看、手摸、经验判’,在引入深蓝智谱的系统后,万亩麦田只需少数技术人员操作无人机,短时间内就能完成全周期监测。去年全县小麦条锈病发生率明显下降,农药施用量也同步减少。”高标准农田示范基地相关负责人表示。

空天地网:构建一体化智能监测体系

从精准识别一株小麦的病变,到覆盖成千上万亩农田,深蓝智谱没有止步于单一技术突破,而是将视野拓展至更全面的监测体系构建,逐步织就一张覆盖“空—天—地”的智能感知网络。

当前,深蓝智谱已拥有23项授权专利、46项软件著作权、22项商标注册权,荣获“山东省软件工程技术中心”“山东省首批数字经济产业创新中心”等荣誉资质。“这些不仅是对过去的肯定,更是对未来的鞭策。”宋志华说,当前企业研发团队正全力攻关新一代空天遥感监测系统,“将人工智能与遥感数据分析深度融合,进一步提升监测智能化水平”。

近日,山东省工业和信息化厅、山东省交通运输厅公示了山东省低空领域重点产品和典型应用场景名单。经企业自愿申报、有关部门推荐、专家论证等程序,山东深蓝智谱数字科技有限公司申报的“智慧农业监测”场景成功入选山东省低空领域典型应用场景名单。

深蓝智谱在目前业界广泛应用的卫星遥感和物联网感知设备基础上,自主研发“空天遥感监测系统”,充分发挥低空遥感与云计算分析融合所具有的机动灵活、实时动态、成本低、识别功能多、精度高等优点,构建空天地一体化感知网,组建由空天遥感监测系统(空基)、卫星遥感监测系统(天基)、物联网感知监测系统(地基)三大子系统组成的空天地一体化智慧农业监测管理平台。

该平台一站式解决数据采集、汇聚、处理、应用四大关键问题,实现对农业“四情”的快速精准监测预警,为科学管理和灾害防治以及相关决策提供科学依据。项目可广泛应用于种植面积测算、适宜种植区域规划、土壤墒情监测、作物长势分析、病虫害监测、产量预估、水质监测、果糖农残检测等各项农事作业场景,尤其是在针对小麦条锈病等快速扩散型重大、常发主要粮食作物病害发生发展程度的高效精准监测预警方面表现出较强的技术优势,为现代农田精细化管理提供有力支持。

在曹县、博兴、东阿、单县、泗水等地的高标准农田建设、农业大数据平台项目中,该技术已落地见效——2025年3月,央视CCTV-1《新闻联播》“在希望的田野上”专题,还对“滨州市博兴县高标准农田项目”进行了报道,让这一智慧农业实践获得全国关注。

填补空白:首部国家标准守护矿区生态

技术体系的完善,让深蓝智谱具备了将成熟解决方案向更广阔领域拓展的能力。当视野从农田延展至山河,他们的技术迎来了服务国家生态战略的新使命。

2025年8月,由深蓝智谱牵头制定的国家标准《采煤沉陷区卫星遥感动态监测技术规程》正式实施,这是我国首次针对采煤沉陷区监测出台统一国家标准。

据了解,我国是煤炭生产大国,采煤沉陷区面积已超2万平方公里,每年新增约300平方公里,“十四五”以来,国家相继出台《黄河流域生态保护与高质量发展规划纲要》《采煤沉陷区综合治理专项规划(2021—2035年)》,明确提出“到2035年基本解决采煤沉陷区历史遗留问题”。面对严峻形势,传统监测手段存在效率低、覆盖范围有限、成本高等问题,无法满足大规模沉陷监测需求。卫星遥感技术具有大范围、高效率、周期性监测的优势,但在实际应用中长期缺乏统一的技术标准。

为给全国采煤沉陷区的科学治理提供统一的技术标尺,山东深蓝智谱数字科技有限公司牵头组织起草,联合国内多家相关单位,基于多年技术积累和工程实践,研制出我国首部采煤沉陷区卫星遥感监测国家标准。该标准不仅融合了国际先进遥感技术,还充分考虑了我国不同矿区条件差异,构建了科学适用的技术体系。该标准经过多轮专家论证和实地验证,最终获得国家批准。本标准规定了利用卫星遥感技术对采煤沉陷区进行动态监测的数学基础、工作流程、前期准备、地表沉陷遥感监测、土地利用遥感监测、质量保障、监测成果要求等内容,适用于利用卫星遥感技术对采煤沉陷区的地表沉陷和土地利用变化进行监测。

如今,该标准已在多家大型煤企试点应用。“过去我们对沉陷区的治理是‘事后补救’,现在通过标准监测能提前预警,这是卫星遥感监测采煤沉陷区的首个国家标准,填补了该领域的技术空白。未来,将改变采煤沉陷区监测的传统模式,对推动绿色矿山建设具有重大意义。”

可以预见的是,随着高分系列卫星、北斗导航系统的进步以及无人机遥感技术的发展,深蓝智谱将在人工智能技术应用于遥感数据分析的路上不断前行。

夜幕降临,深蓝智谱的实验室依然亮着灯。技术人员正在调试新到的高光谱相机,屏幕上跳动的光谱曲线与远处农田的轮廓交相辉映。“粮食安全是‘国之大者’,绿色发展是必由之路。”宋志华望着窗外说,未来企业将继续深化“技术研发+场景落地”战略,让空天遥感技术走进更多农田、矿区,为“大国粮仓”筑牢科技屏障,为“绿色中国”贡献智慧方案。

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